(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルとを備え、前記定着装置の定着ニップを通過した記録媒体に前記エアーノズルから圧縮気体を噴射することで該記録媒体を定着装置から分離させる画像形成装置において、
前記エアーノズルからの圧縮気体の噴射と停止を切り替える切替手段を前記エアーノズルの手前に設けるとともに、前記エアーノズルと前記切替手段の間に圧縮気体を保持するバッファ手段が接続され、
前記エアーノズルと前記バッファ手段の間の前記エアーノズル近傍に第二の切替手段を直列に接続し、記録媒体を分離する際の圧縮気体噴射開始を該第二の切替手段の開放で行い、圧縮気体噴射停止を前記バッファ手段上流側の前記切替手段を閉じることで行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルとを備え、前記定着装置の定着ニップを通過した記録媒体に前記エアーノズルから圧縮気体を噴射することで該記録媒体を定着装置から分離させる画像形成装置において、
前記エアーノズルからの圧縮気体の噴射と停止を切り替える切替手段を前記エアーノズルの手前に設けるとともに、前記エアーノズルと前記切替手段の間に圧縮気体を保持するバッファ手段が接続され、
前記切替手段に並列に配置される第二の切替手段を設けるとともに、前記バッファ手段を前記エアーノズルと前記第二の切替手段との間に配置し、
前記バッファ手段から前記切替手段と前記エアーノズル間の流路に合流するまでの流路に、流路の断面積が前記切替手段と前記エアーノズル間の流路よりも狭い小径区間を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記エアーノズルは、直径略１ｍｍまたは１ｍｍ２ 以下の噴射口を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記バッファ手段が、前記エアーノズルと前記切替手段の間を連結する配管路によって構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着装置が当該画像形成装置本体から引き出し可能な定着ユニットとして構成され、該定着ユニット内に前記エアーノズルが配置されるとともに、
前記バッファ手段が伸縮可能な配管路によって構成されており、該バッファ手段と前記エアーノズルとが連結された状態で前記定着装置を当該画像形成装置本体から引き出し可能に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記伸縮可能な配管路がスパイラルチューブであることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
搬送される記録媒体後端が前記エアーノズル部を通過したら前記第二の切替手段を閉じることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記小径区間が流量調整弁で構成されることを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記流量調整弁が電動比例制御弁であることを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
用紙先端が前記エアーノズル近傍を通過する先端分離時のみ前記切替手段を開放するよう制御するとともに、前記第二の切替手段は、少なくとも前記先端分離時から用紙後端が前記エアーノズル近傍を通過するまで開放を維持するよう制御することを特徴とする、請求項２，８，９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第二の切替手段を、前記切替手段よりも早いタイミングで開放するよう制御することを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記切替手段又は及び前記第二の切替手段が電磁弁であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気噴射による記録媒体分離を行う定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、従来から、用紙等の記録媒体（以下、用紙という）に転写されたトナー像を定着させる装置として、熱源により加熱される定着部材（例えば定着ローラ）と、当該定着部材を加圧する加圧部材（例えば加圧ローラ）で形成されたニップ部によって未定着トナー像を担持した用紙を挟持搬送しながら、加熱・加圧によりトナー像を用紙に定着させる熱定着装置が知られており、広く採用されている。
【０００３】
また、定着部材として無端状の定着ベルトを用いるベルト定着装置も周知であり、定着ベルトの熱容量が小さいことからウォーミングアップタイムを短縮出来、省エネ性に優れるという利点を有している。
【０００４】
以上のような熱定着装置においては、用紙に融着したトナー画像が定着ローラ／定着ベルトに接触するので、定着ローラ／定着ベルトは、離型性に優れたフッ素系樹脂を表面にコーティングされ、用紙分離には分離爪が用いられている。分離爪の大きな欠点はローラやベルトに接触するためにローラやベルトの表面に爪跡（爪キズ）をつけ易く、その場合には出力された画像にスジが発生するということである。
【０００５】
一般的にモノクロ画像形成装置の場合、定着ローラは金属ローラの表面にテフロン（登録商標）コーティングしたものであり、分離爪が接触しても傷に成り難く、寿命も長かった。
【０００６】
しかしながら、カラー画像形成装置の場合には、色の発色性をよくするために、表層をシリコーンゴムにフッ素コートしたもの（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡチューブを使用する）か、シリコーンゴムの表面にオイルを塗布したものを使用している。ただ、このような構成では表層が軟らかく傷が付き易い。表層に傷がつくと定着画像にスジ状の傷が生じることから、今ではカラー画像形成装置では分離爪のような接触手段をほとんど用いず、大半は非接触分離を行っている。
【０００７】
非接触分離では、トナーと定着部材との粘着力が高いと定着後の用紙がローラまたはベルトに巻きつくため、容易に巻きつきジャムが発生するようになる。特にカラー画像形成では何層ものトナー層が積層されており、粘着力が高まるために巻きつきジャムが発生しやすい。
【０００８】
現在、カラー画像形成装置における用紙分離では主に次の方式が用いられている。
１）定着ローラ／ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、定着ローラ／定着ベルトの長手方向及び幅方向に並行に延在する分離板を用いる非接触分離板方式。
２）定着ローラ／定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、所定間隔で配された分離爪を用いる非接触分離爪方式。
３）用紙の腰の強さと定着ローラ／定着ベルトの湾曲部弾性とで自然に剥離させるようにしたセルフストリッピング方式。
【０００９】
また、空気を用紙分離位置に吹き付ける機構を伴わない、分離板のみの技術が、たとえば、特開２００９−３１７５９号公報（特許文献１）に開示されている。
しかしながら、いずれの方式でも、定着出口と用紙案内板との隙間が開いているため、薄紙や先端余白が少ない用紙を通紙するとき、あるいは写真等のベタ画像を通紙するときは、用紙が定着ローラ／定着ベルトに密着したまま隙間を通過してしまい、用紙巻きつきジャムが発生したり、分離板や分離爪に突き当たってジャムが発生することがある。
【００１０】
そこで、非接触の分離手段として、空気を用紙分離位置に吹き付けることが提案され、使用に供されている。たとえば、特開昭５１−１０４３５０号公報（特許文献２）、特許第２８７６１２７号公報（特許文献３）、特開平１１−３３４１９１号公報（特許文献４）、特開２００７−１８７７１５号公報（特許文献５）、特開２００７−２４０９２０号公報（特許文献６）、特開２００８−１０２４０８号公報（特許文献７）、特開２００７−８６１３２号公報（特許文献８）にそれぞれ開示されている。これらは、空気を、用紙の定着後にトナー像と定着部材の間に吹きつけ、用紙を強制的に定着部材から剥離するものである。
【００１１】
また、省エネや、圧縮空気発生装置（以下、コンプレッサーと記す）の小型化を目的として、用紙先端が定着ニップを通過するタイミングの一定時間のみ、圧縮空気を噴射し、用紙先端のみをエア分離し、分離板や搬送ガイドに案内するのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、近年のカラー電子写真用トナーに代表される高付着量、高光沢トナーを用いる場合、圧縮空気を噴射している間は圧縮空気の作用で用紙が定着部材から定着出口を出た直後から剥離され、圧縮空気の噴射を止めた後は、定着部材への巻きつきが生じつつ用紙は分離板や用紙搬送ガイドに案内され搬送される。
【００１３】
その結果、圧縮空気が噴き付けられた箇所と吹き付けられなかった箇所で、定着部材からトナー像への熱量の供給量が異なるが故に、光沢や表面の平滑性も異なってしまい、ページ内での光沢ムラなどの画像ムラが発生してしまう問題があった。
【００１４】
上記の模様を図１、図２に示す。
図１（ａ)は、圧縮空気噴射時の様子を示しており、用紙Ｐはニップ出口を出た直後から分離されている。一方、図１（ｂ)は、圧縮空気非噴射時の様子を示しており、エアーの噴射終了後、用紙Ｐは定着ベルトにわずかに巻き付きながら分離されている。それにより、図２にベタ画像の例で示すように、エア噴射領域と非噴射領域とで付与される熱量の差異により光沢段差が発生してしまう。
【００１５】
上記のページ内での光沢ムラなどの画像ムラが発生してしまう問題に対しては、用紙が定着装置を通過する全時間に（ニップから出てくる用紙全長に）圧縮空気を噴射してやれば良い。
【００１６】
ここで、用紙先端を定着部材から分離するときには、高い圧縮空気噴射圧力が必要である。用紙先端分離に際しては、用紙が定着部材に巻き付いて勝手に進んでいこうとするため、定着部材とトナーの粘着力＋用紙のコシの合力以上の分離力を発生させなければいけないからである。このときに必要な圧縮空気の噴射圧力を、圧力Ｐｓと呼ぶことにする。
【００１７】
そして、一旦、用紙先端分離を行い、搬送ガイドに用紙がガイドされた後は、用紙のコシが逆に分離力に作用するため、圧縮空気の噴射圧力は弱くても良い。このときの圧力を圧力Ｐｋと呼ぶことにする。
【００１８】
圧縮空気を用いて用紙分離を行うのに必要な圧力をまとめると、
用紙先端分離時：Ｐｓ以上
用紙先端が分離され、用紙先端が搬送ガイドに案内された後：Ｐｋ以上
である。
【００１９】
いま、連続通紙の場合を考えると、圧縮空気を噴射し続けるとタンク内の圧力が低下していくため、低下しても用紙先端分離に必要な（Ｐｓ以上の）圧縮空気の圧力を保って圧縮空気の噴射を行う場合、圧縮空気の流量（単位時間当たり）が非常に大きく必要となる。結果、コンプレッサーの大型化が余儀なくされるという問題が発生する。
【００２０】
本発明は、エア噴射方式の定着分離における上述の問題を解決し、小型のコンプレッサを用いた場合でもページ内での光沢ムラなどの画像ムラを発生させず、安定した分離と高品質な定着画像の両立が可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記の課題は、本発明により、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルとを備え、前記定着装置の定着ニップを通過した記録媒体に前記エアーノズルから圧縮気体を噴射することで該記録媒体を定着装置から分離させる画像形成装置において、前記エアーノズルからの圧縮気体の噴射と停止を切り替える切替手段を前記エアーノズルの手前に設けるとともに、前記エアーノズルと前記切替手段の間に圧縮気体を保持するバッファ手段が接続され、前記エアーノズルと前記バッファ手段の間の前記エアーノズル近傍に第二の切替手段を直列に接続し、記録媒体を分離する際の圧縮気体噴射開始を該第二の切替手段の開放で行い、圧縮気体噴射停止を前記バッファ手段上流側の前記切替手段を閉じることで行なうことにより解決される。
【００２２】
また、前記エアーノズルは、直径略１ｍｍまたは１ｍｍ２ 以下の噴射口を有すると好ましい。
また、前記バッファ手段が、前記エアーノズルと前記切替手段の間を連結する配管路によって構成されると好ましい。
【００２３】
また、前記定着装置が当該画像形成装置本体から引き出し可能な定着ユニットとして構成され、該定着ユニット内に前記エアーノズルが配置されるとともに、前記バッファ手段が伸縮可能な配管路によって構成されており、該バッファ手段と前記エアーノズルとが連結された状態で前記定着装置を当該画像形成装置本体から引き出し可能に設けられていると好ましい。
【００２４】
また、前記伸縮可能な配管路がスパイラルチューブであると好ましい。
【００２５】
また、搬送される記録媒体後端が前記エアーノズル部を通過したら前記第二の切替手段を閉じると好ましい。
【００２６】
また、前記の課題は、本発明により、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルとを備え、前記定着装置の定着ニップを通過した記録媒体に前記エアーノズルから圧縮気体を噴射することで該記録媒体を定着装置から分離させる画像形成装置において、前記エアーノズルからの圧縮気体の噴射と停止を切り替える切替手段を前記エアーノズルの手前に設けるとともに、前記エアーノズルと前記切替手段の間に圧縮気体を保持するバッファ手段が接続され、前記切替手段に並列に配置される第二の切替手段を設けるとともに、前記バッファ手段を前記エアーノズルと前記第二の切替手段との間に配置し、前記バッファ手段から前記切替手段と前記エアーノズル間の流路に合流するまでの流路に、流路の断面積が前記切替手段と前記エアーノズル間の流路よりも狭い小径区間を設けたことにより解決される。
【００２７】
また、前記小径区間が流量調整弁で構成されると好ましい。
また、前記流量調整弁が電動比例制御弁であると好ましい。
また、用紙先端が前記エアーノズル近傍を通過する先端分離時のみ前記切替手段を開放するよう制御するとともに、前記第二の切替手段は、少なくとも前記先端分離時から用紙後端が前記エアーノズル近傍を通過するまで開放を維持するよう制御すると好ましい。
【００２８】
また、前記第二の切替手段を、前記切替手段よりも早いタイミングで開放するよう制御すると好ましい。
また、前記切替手段又は及び前記第二の切替手段が電磁弁であると好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の画像形成装置によれば、用紙先端分離後に切替手段を閉じてエア噴射を停止させた場合に、エアーノズルからの圧縮空気の流量および流速が徐々に（穏やかに）低減されるため、エア噴射領域と非噴射領域の境目をはっきりさせなくすることができ、光沢差等による画質低下を防止することができる。
【００３０】
また、圧縮気体発生手段（コンプレッサ）の容量増加や切替手段の個数増加を必要とせず、バッファ手段を設けるだけの簡易な構成で上記効果を実現できるため、コストの上昇を最小限に抑制できるとともに、装置の大型化を招くことがない。
また、エア噴射の立ち上がりが急激になるため、用紙先端を分離するための（高い）流量を瞬時に確保することができる。さらには噴射を停止する際、エアーノズルからの圧縮気体の流量および流速が徐々に（穏やかに）低減されるため、圧縮気体の噴射停止による画像ムラ（光沢ムラ）の境界が見えなくなって画質を向上させることができる。
また、第一切替手段と第二切替手段の間に設けられるバッファ手段の容量を大きく構成することが可能になるため、エア噴射を停止した際の流量の低減をさらに緩やかに構成できるので搬送される用紙が長くても全紙面に渡って噴射し続けることができるようになる。
【００３１】
請求項３の構成により、切替手段によってエアーノズルからの噴射が停止された後、ノズルの流路抵抗によって圧縮気体の流量および流速を好適に低減させることができる。また、エアーノズルから圧縮空気が噴射される際、用紙を分離するのに充分な流速および流量を確保することができる。
【００３２】
請求項４の構成により、エアーノズルと切替手段の間を連結する配管路を延長するだけの簡単な構成でバッファ手段を設けることができ、コストを低減させることができる。例えば請求項１，２の条件であれば必要なバッファ手段容量は大きくても３００ｃｃ程度であるので、内径φ５〜φ１０ｍｍのチューブ等の実用的な配管路を延ばすだけで上記バッファ手段を構成することができる。
【００３３】
請求項５の構成により、簡易な構成でバッファ手段の必要容量を確保することが可能となる。また、エアーノズルへの空圧配管を切り離すことなく定着ユニットを本体装置から引き出せるため、ジャム処理やメンテナンス時の操作性を向上させることができる。さらに、定着ユニットを引き出した状態でエア噴射を行なうことが可能なため、ノズルの噴射動作の確認等が簡単かつ確実に行なえるようになる。
【００３４】
請求項６の構成により、伸縮可能な配管路をスパイラルチューブで構成することにより、安価な部品で伸縮可能な配管路を実現することができる。
【００３６】
請求項７の構成により、流量（圧力）が緩やかに低減している最中に無駄な噴射を停めることができ、連続プリント時等に効率的な圧縮気体の供給を行うことができる。
請求項２の画像形成装置によれば、並列に配置された２つの切替手段を独立して切り替えることができるので、用紙先端分離に必要な高圧力の噴射とその後の（用紙の挙動安定に必要な）低圧力の噴射を切り替えることができる。また、第二の切替手段によって噴射を継続させることができるため、用紙が長い（サイズが大きい）場合でも用紙後端まで充分にエア噴射をし続けることができる。
また、用紙先端分離に必要な高圧力の噴射とその後の低圧力の噴射を、流路抵抗の違いによって切り替えることができる。
【００３７】
請求項８の構成により、流量調整弁を調整することによって装置間のバラツキを吸収して最適な噴射圧力を得ることができる。
【００３８】
請求項９の構成により、用紙の厚みや環境条件に応じて最適な噴射圧に自動で（電動で）調整することができる。また、作像途中で調整することもできる。
請求項１０の構成により、先端分離に必要な高圧を確保しつつ、それ以外は必要最小限の低い噴射圧で無駄なく効率の良い噴射を行うことができる。
【００３９】
請求項１１の構成により、第二の切替手段を開放することであらかじめバッファ手段に圧縮気体をためることができ、切替手段（第一の切替手段）を開放したときの噴射の立ち上がりが急激になる。このため、用紙先端を分離するための（高い）流量を瞬時に確保することができる。
【００４０】
請求項１２の構成により、切替手段として電磁弁を用いることで、低コスト及び簡単な制御で噴射と噴射停止の切り替えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】圧縮空気噴射時と非噴射時における用紙分離の様子を示す模式図である。
【図２】ページ内で発生した光沢ムラを示す模式図である。
【図３】エア噴射による定着分離方式の従来の構成例を示す図である。
【図４】その構成における噴射圧力変動を示すグラフである。
【図５】図３の構成に対してノズルから電磁弁までの距離を延長させた場合の噴射圧力変動を示すグラフである。
【図６】ノズルから電磁弁までの距離を更に延長させた場合の噴射圧力変動を示すグラフである。
【図７】図３の構成に対して第二の電磁弁を追加した構成を示す図である。
【図８】図７の構成における噴射圧力変動を示すグラフ及び各電磁弁の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機の主要部の構成を示す図である。
【図１０】その画像形成装置が備える定着装置の要部構成を示す断面図である。
【図１１】圧縮空気噴射装置の第１実施例を示す構成図である。
【図１２】複数のエアーノズルが加圧ローラの長手方向に沿って配置されている様子を示す斜視図である。
【図１３】圧縮空気噴射装置の第２実施例を示す構成図である。
【図１４】その第２実施例における電磁弁制御の一例とその場合の噴射圧力変動を示すグラフ及びタイミングチャートである。
【図１５】並列接続の第二の電磁弁を有する圧縮空気噴射ユニットの構成図である。
【図１６】図１５の構成における噴射圧力変動を示すグラフ及び各電磁弁の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】急激な噴射立ち上がりを確保しつつ噴射停止後の圧力減少を緩やかにした噴射制御における噴射圧力変動を示すグラフ及び各電磁弁の動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】圧縮空気噴射装置の第３実施例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の導出に至る過程で本願発明者が実施した実験ならびに本発明の作用について説明する。
エアーノズルから圧縮空気を噴射して用紙先端を分離させる構成として、図３に示すように、従来はエアーノズル１５の近傍（０．２〜０．５ｍ程度）に電磁弁１３が設けられ、この電磁弁１３の開閉動作によってエア噴射のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行っていた。電磁弁１３の上流側にはコンプレッサ１から継続的に供給される圧縮空気を蓄えるタンク１１が設けられ、タンク１１を高圧（本構成例では０．２ＭＰａ程度）に保つことで圧縮空気を安定させ、上記電磁弁１３の開閉動作で間欠的にノズル部まで導いていた。なお、ノズル１５の上流側に圧力計Ａを配置してノズル前圧を計測している。また、タンク１１には圧力計Ｂを付設してタンク内圧を計測している。
【００４３】
図３に示すような直径０．９ｍｍのノズル６個を備えた圧縮空気噴射ユニットにおける噴射圧力変動（ノズル前圧力＝圧力計Ａ）を図４のグラフ１に示す。このグラフ１に示されるように、定着入口センサ（図示せず）が用紙先端を検出してから約０．２秒後（＝用紙先端が定着ニップを抜け出る直前のタイミング）にノズル近傍に設けた電磁弁１３を０．１秒間だけ開放してタンクの圧縮空気を各エアーノズルに導いている。
【００４４】
各エアーノズル１５から電磁弁１３の間は内径φ５ｍｍ、約２０ｃｍの配管で接続されているものとする。この程度の距離であると電磁弁１３の開放動作によって噴射圧力が急激に立ち上がり（図４のＣ）、同様に電磁弁１３の閉じ動作によって立ち下がり（図４のＤ）も急激にすることができる。ここで、上記ノズル前圧力とノズルからの圧縮空気流量は比例関係にあるので、以上から効率の良い噴射を行うことができる。
【００４５】
一方で、この圧力変動においては噴射部と（停止直後の）非噴射領域での境目がはっきりしているため上述の光沢差が現れ画質を著しく低下させている。
図５のグラフ２は、上記と同じく、直径０．９ｍｍのノズル６個を備えた圧縮空気噴射ユニットで、配管は内径φ５ｍｍのまま、エアーノズル１５から電磁弁１３までの距離を２ｍ程度に増やした点だけが図４のグラフ１と条件が異なっている場合の噴射圧力変動を示すものである。図４のグラフ１と同様に定着入口センサが用紙先端を検出してから約０．２秒後に電磁弁１３を０．１秒間だけ開放しているが、グラフ２では、内径φ５ｍｍ×２ｍの配管による４０ｃｃ程度の容量が圧縮空気のバッファとなるため圧縮空気がノズル１５から噴射されるまでの圧力立ち上がりＣが緩やかになっている。同様に電磁弁１３を閉じた後、上記２ｍの配管内に溜まった圧縮空気が徐々に排出されるようになるため圧力減少Ｄ（立ち下がり）も緩やかに変わっている。これと比例関係にあるノズル１５からの流量も同様である。このため噴射停止後の圧縮空気流量がゆっくりと減少するようになる。本願発明者はこの点に着目し、エアーノズルの上流側に（エアーノズルと電磁弁（エア噴射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替手段）の間に）バッファ手段を設けて、噴射停止後の圧縮空気流量をゆっくりと減少させることにより、上記境目をはっきりさせなくすることによって光沢差による画質低下を防止することができる、という知見を得た。
【００４６】
さらに、本願発明者は、エアーノズル１５から電磁弁１３までの距離を５ｍに延長して実験を行った。図６のグラフ３は、その場合の噴射圧力変動を示すものである。この場合、圧縮空気のバッファが約１００ｃｃとさらに大きくなるため、立ち上がりＣ、立ち下がりＤ共にさらに緩やかな圧力変動となる。なお参考のため、図５及び図６のグラフには、同時に計測したタンク圧力（圧力計Ｂ）とタンク直後の圧縮空気流量（リットル／分）の数値を盛り込んでいるが、電磁弁１３より上流側（コンプレッサ１から電磁弁１３まで）の挙動は同じなのでタンク圧力と流量に変化は見られない（図４の条件の場合も同様）。
【００４７】
以上のように、エアーノズル１５から電磁弁１３までの距離を変えることで噴射停止後（＝電磁弁閉）のエアー流量減少を緩やかに変えることができることが分かった。ただし、ノズル直径と形状およびノズル数によって決まる流路抵抗によって圧縮空気噴射の減少度合いが異なってくるので、上記バッファ容量（上記図３に示すような構成では配管長さ）はエアーノズル条件（直径、数、形状）に合わせて最適化する必要がある。
【００４８】
上記のように、エアーノズル１５と電磁弁１３の間にバッファ手段を設けることで、用紙後端が分離部を通過するまでゆっくりと噴射圧力（と流量）を減ずることができるようになる。その一方で、同時に噴射圧力の立ち上がりも緩やかになる。用紙先端がノズル部近傍に達する時は先端を分離するため高い圧力（流量）が必要となるが、立ち上がりが緩やかになると充分な圧に到達するまでの時間がかかるようになり、その分、早めに噴射を開始しなければならなくなる。例えば先端分離に必要なノズル前圧力が５０ｋＰａ以上である場合、図４〜６の各グラフを比較すると、立ち上がりが緩やかになるにつれ電磁弁開放から必要圧力に到達するまでの時間（Ｅ）が長くなることが分かる。また同時に、その時間が長くなった分だけ、その時間（Ｅ）のばらつきも大きくなって、必要充分な圧力を得るのが不安定になるということも分かった。しかし、噴射立ち上がりとしては、図４のグラフ１のように必要圧まで急激に立ち上がるのが望ましい。
【００４９】
用紙分離時に、急激な噴射立ち上がりを確保しつつ噴射停止後の圧力減少を緩やかにするための構成として、本願発明者らは図７のように、第二の電磁弁１４を新たにノズル１５と第一の電磁弁１３との間に直列に接続し、第一の電磁弁１３と第二の電磁弁１４の間に４０ｃｃ以上のバッファ手段を設けて実験を行った。なお、ノズル１５と第二の電磁弁１４の距離（配管の長さ）は本例では約２００ｍｍである。また、上記４０ｃｃ以上のバッファ手段は、本例では配管（第一の電磁弁１３と第二の電磁弁１４間の配管＝２〜５ｍ）で構成した。
【００５０】
噴射制御としては、最初に第一の電磁弁１３をＯＮ（通電）して開放させ、第二の電磁弁１４をＯＦＦ（非通電）にして閉状態を保たせる。これによって用紙先端がノズル近傍に達するまでに第一の電磁弁１３〜第二の電磁弁１４間の圧力をタンク圧（０．２ＭＰａ程度）近くまで高めることが可能となった。そして、用紙先端がノズル近傍に達する直前（入口センサが用紙先端を検知してから約０．２秒後）に電磁弁２を通電して開放させるようにした。この場合の噴射圧力変動を図８（ａ）のグラフ４に示す。図８（ｂ）は第一の電磁弁１３と第二の電磁弁１４の開閉制御を示すタイミングチャートである。図８（ａ）のグラフ４に示されるように、噴射開始時に図４のグラフ１と同様の急激な立ち上がりを得ることができ、用紙先端を分離するための高い圧力（流量）が得られることが分かった。
【００５１】
一方、先端分離が終わって用紙先端がノズル部を過ぎてからは上記高圧は必要なくなるので、図８（ｂ）のタイミングチャートに示すように、第一の電磁弁１３を先に閉じてコンプレッサからの圧縮空気供給を停止させる。この時、第二の電磁弁１４はまだ通電して開放状態を保たせる。第一の電磁弁１３停止後のノズル１５に供給される圧縮空気は、第一の電磁弁１３〜第二の電磁弁１４間に設けられたバッファ手段から徐々に排出されるようになるため、圧力減少を図５，６のグラフ２，３と同様に緩やかにすることができる。
【００５２】
このように、図７のように構成して上記のように制御することで、噴射立ち上がりが安定して、かつ噴射停止後の圧力減少を緩やかになるような噴射を実現できる。参考のため図８（ａ）のグラフ４にもタンク圧力（圧力計Ｂ）とタンク直後の圧縮空気流量（リットル／分）変動を盛り込んでいるが、第一の電磁弁１３を開放した時に、第一の電磁弁１３〜第二の電磁弁１４間のバッファ手段を満たすまでの流量が計測されている。タンク圧もこの分だけ一瞬減少する。一方でノズル前圧力（圧力計Ａ）は第二の電磁弁１４が閉状態なので大気圧相当で増加していない。
【００５３】
次に、上記実験を踏まえて発明を具体化した実施の形態について説明するが、まず、画像形成装置の全体的な構成と動作を説明し、次いで定着装置を説明し、その後に、本発明の特徴部分である圧縮空気噴射装置について説明する。
【００５４】
図９は、本発明に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機の主要部の構成を示す図である。この図に示すカラー複写機１００は、装置本体中央部に位置する画像形成部１００Ａと、該画像形成部１００Ａの下方に位置する給紙部１００Ｂと、画像形成部１００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部とを有する高速画像形成装置であり、画像形成部１００Ａには定着装置２００が組み込まれている。
【００５５】
画像形成部１００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写ベルト１１０が配置されており、該中間転写ベルト１１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の像を担持する像担持体としての感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋが中間転写ベルト１１０の転写面に沿って並置されている。
【００５６】
各感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、それぞれ同じ方向（図中反時計回り）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置１０１、帯電装置１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ、現像装置１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、一次転写装置１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。感光体１０５、帯電装置１０２、現像装置１０３などは作像ユニットを形成している。
【００５７】
中間転写ベルト１１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回され、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋとの対向位置において各感光体と同じ方向に移動可能に構成されている。また、従動ローラの１つであるローラ１１１に対向する位置に二次転写ローラ１１２が設けられている。二次転写ローラ１１２から定着装置２００までの用紙Ｐの搬送経路は横方向の経路になっている。
【００５８】
給紙部１００Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１２０と、該給紙トレイ１２０内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ１１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。
【００５９】
画像形成装置１００における画像形成動作に関しては、感光体１０５Ｙの表面が帯電装置１０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体１０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置１０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置１０４Ｙによって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。他の感光体１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋにおいてもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、各色のトナー像が定着ベルト１１０上に静電気力によって順に転写されて重ね合わせられる。
【００６０】
次に、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋから中間転写ベルト１１０上に一次転写されたトナー像は、ローラ１１１と二次転写ローラ１１２の間に搬送されてきた用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐはさらに定着装置２００まで搬送され、後述するように、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９で形成される定着ニップ部においてトナー像の定着が行なわれる。定着ニップ部における用紙Ｐの出口側には、定着ベルト２０７の側にエアーノズル２１５が配置され、エアーノズルからのエアー噴射によって用紙Ｐは定着ベルト２０７や加圧ローラ２０９に巻き付くことなく定着ニップ部の出口から排出される。
【００６１】
次いで、定着ニップ部から排出された用紙Ｐは、排出経路に沿って用紙排出部であるスタッカ１１５に送り出される。
以上のように、本実施形態のカラー複写機１００によれば、エアーノズル２１５を備えた定着装置２００を有する画像形成装置によってより高度な定着分離機能が得られ、様々な紙種・画像に対応することができる。
【００６２】
図１０は、本発明に従うベルト定着装置からなる定着装置２００の断面図である。このベルト定着装置２００では、定着部材としての定着ベルト２０７は、図示しない駆動源に接続した駆動ローラである定着ローラ２０３と、従動ローラである加熱ローラ２０５とに支持され張架され、時計回りに回転走行する。
【００６３】
加圧ローラ２０９は、定着ベルト２０７を介して定着ローラ２０３に対向して設けられており、加圧ローラ２０９は、図示しない加圧機構によって定着ベルト２０７を介して定着ローラ２０３に対して加圧される。加熱ローラ２０５の内部には熱源としての定着ヒータ２１１が設けられ、加熱ローラ２０５はこの定着ヒータ２１１によって加熱され、従って定着ベルト２０７も加熱ローラ２０５によって加熱される。定着ベルト２０７は、駆動ローラである定着ローラ２０３が回転駆動されることにより回転し、同時に加圧ローラ２０９も定着ベルト２０７に連れ回りする。
【００６４】
なお、これに代えて、加圧ローラ２０９を別個の駆動源によって駆動させてもよい。また、ベルト定着装置に代えて、加熱源を有する定着ローラとそれに押圧される加圧ローラとからなる２本のローラ対で構成されるローラ定着装置を使用してもよい。
【００６５】
定着ベルト２０７の表面温度は図示しない温度検知センサにより検知され、定着ベルト２０７の表面温度が所定の設定温度になるように、図示しない温度制御部がその温度検知センサの出力値に基づいて定着ヒータ２１１を制御する。定着装置の入口側近傍には、用紙を検知する入口センサ１６６が配置されている。
【００６６】
未定着トナー像を有した用紙Ｐは、転写ローラ１１２から定着装置２００までの搬送経路を通って定着装置２００に搬入され、図示のように、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９との定着ニップ部を通過し、所定の温度に制御されている定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９との定着ニップ部によってトナー像は溶融されて用紙Ｐに定着され、その後用紙は装置本体外側のスタッカ１１５に送り出される。
【００６７】
なお、定着ベルト２０７のテンションを保持するためのテンションローラ２１３を設置すると好ましい。本実施例では、テンションローラ２１３は、定着ベルト２０７の外側に配置されているが、定着ベルト２０７の内側に配置されてもよい。また、加圧部材として加圧ローラ２０９を用いたが、これに代えて加圧ベルトなどを用いてもよい。
【００６８】
また、図示のように、エアーノズル２１５が定着ニップ部の出口近傍において、定着ベルト２０７から微小な隙間をおいて非接触で設置されている。ここでは、簡略化のためにエアーノズル２１５はその先端部のみ示されている。なお、エアーノズル２１５だけでなく、分離板とも呼ばれる複数の非接触分離爪と複数のエアーノズルが加圧ローラの長手方向に並列に配置されてもよい（図１２参照）。そして、圧縮空気発生手段と電磁弁により制御された圧縮空気が、エアーノズル２１５の管路を通り、用紙先端が定着ニップ部を通過するタイミングで定着ニップ部に向けて１回噴射される。この圧縮空気の流れによって、用紙Ｐの先端は強制的に定着ベルト２０７から分離され、自然に先端以降も剥離される。用紙Ｐが連続的に定着ニップ部を通紙される場合、この噴射動作は用紙Ｐの通過毎に行われる。
【００６９】
図１１は、本発明の特徴部分である圧縮空気噴射装置の第１実施例を示す構成図である。この図に示すように、圧縮空気噴射装置は圧縮空気発生手段としてのコンプレッサー３０１と圧縮空気を制御する空圧配管を有しており、この空圧配管によってコンプレッサー３０１からの圧縮空気がエアーノズル２１５に供給されるようになっている。
【００７０】
空圧配管には圧縮空気を発生させるコンプレッサー３０１が接続されている。コンプレッサー３０１としては、例えばレシプロエンジンを備えた小型レシプロコンプレッサー（出力１００Ｗ）が使用され、０．５ＭＰａ程度まで空気を圧縮することができる。このコンプレッサー３０１は圧力調整機構を備えていないため、その下流側に配置された圧力調整手段によって圧力が制御される。
【００７１】
コンプレッサー３０１には、下流側の空圧配管の圧力が高くなるほどコンプレッサーの流量（Ｌ／ｍｉｎ）が減少するという特性があり、また下流側の空圧配管の圧力が大気圧（約０．１Ｍｐａ）でなければコンプレッサーは起動しない。コンプレッサー３０１の空気吸入口にはフィルターが設けられているため、圧縮空気への異物混入が防止される。コンプレッサー３０１で作られ圧縮により高温になった圧縮空気は、筒状に成形加工された部材であるチューブ３０３によってエアーフィルター３０５に導入されるが、圧縮空気よりも低温のチューブ３０３の通過時に冷却される。この冷却により、圧縮空気中の水蒸気が凝縮してできた水などのドレンが発生する。
【００７２】
空圧配管におけるチューブ３０３としては、ポリウレタン、ナイロン又はフッ素樹脂を素材とした可撓性の中空チューブや金属パイプが使用されると好ましい。高温の圧縮空気をチューブや金属パイプの通過中に室温まで冷却するために、チューブ３０３は、管を長くしたり、熱伝導性のよい金属パイプを使用したりすると好ましい。前記のように、チューブ３０３ではドレンが発生するため、運転停止時のコンプレッサー３０１にドレンが逆流しないように、チューブ３０３をコンプレッサー３０１から下向きに配管したり、弁体がドレンの背圧によって閉じる機構を有する逆止弁（図示せず）を途中に設けたりすると好ましい。
【００７３】
また、チューブ３０３の下流側にはエアーフィルター３０５が設けられている。エアーフィルター３０５は、圧縮空気中に存在する埃などの異物を除去し、さらに配管内で発生したドレンを溜めて配管外に排出することができる。ドレンを溜めるための補助機器として、ウォータセパレータ（図示せず）を使用してもよく、これは異物除去の機能を有しないが、水分除去率９９％という高性能を有する。
【００７４】
さらに、エアーフィルター３０５のドレンポートには、２ポート電磁弁である電磁弁（ソレノイドバルブ）３０７が接続されている。電磁弁３０７は、電磁石の電磁力によって開閉する弁であって、空気圧や油圧の開閉及び切換えを行うことで配管中の背圧とドレンを排出する機能を有する。電磁弁３０７は、機械の運転が停止したときに開くように制御され、配管内の背圧を除去すると共に、エアーフィルター３０５に溜まったドレンを排出する。電磁弁３０７から排出されたドレンは蒸発皿３０９に落下し、自然に蒸発する。
【００７５】
また、エアーフィルター３０５の下流側にはエアータンク３１１が配置されている。このエアータンク３１１は、コンプレッサー３０１からの圧縮空気噴射を緩衝させる機能を有し、これにより安定した圧縮空気噴射が実現される。本実施例では、エアータンク３１１は、例えば５ｍｍ厚の鋼板を溶接して製作され、１Ｌの容積を有する。エアータンク３１１の容積が大きすぎると設定圧力まで圧力が上昇するのに時間がかかるので、エアーノズル２１５からの空気の噴射圧力が安定するための最低限の容積を有すると好ましい。使用するエアーノズル２１５の仕様や噴射仕様によってはエアータンク３１１を設置しなくてもよい。また、大容量のエアーフィルター３０５を使用することで、エアータンク３１１の設置を省略することもできる。
【００７６】
エアータンク３１１は、高い圧力がかかるため剛性の高い金属製であると好ましく、異常時を考慮してコンプレッサー３０１の最大到達圧力以上に耐えられるように設計されている。また、圧縮空気との接触面積が大きくなるように金属製のエアータンク３１１を構成することで、圧縮空気を冷却しやすい。よって、タンクの上流側回路でドレン化されなかった水蒸気がタンク内でドレン化し、タンク壁面に付着し、底面に溜まる。エアータンク底面にはドレンポートが設けられ、ドレンポートに配管された電磁弁３０７の作動により装置の運転停止時に背圧とドレンの排出が行われる。
【００７７】
エアータンク３１１には圧力調整弁としてのリリーフ弁３１３が配管されている。圧力調整弁３１３はネジによって調整可能であり、コンプレッサー３０１を運転させたときにエアータンク３１１が所定の圧力になるようにネジは調整・固定されている。本実施例では、コンプレッサー３０１の運転時にエアータンク３１１の圧力が約０．２Ｍｐａになるように調整している。
【００７８】
圧力調整弁３１３として使用されるリリーフ弁は、規定圧力（リリーフ圧）よりもタンク内圧が高くなったときに弁が開放して圧力をタンク外へ逃がす一方、規定圧力（リリーフ圧）よりもタンク内圧が低くなれば弁が閉じて一定圧力を保持する構造になっている。本実施例では、規定圧力を約０．２Ｍｐａとしている。
【００７９】
このリリーフ弁の構造及び動作により、空気圧とスプリングの作用力によるバランスによってリリーフ弁は機械的に余剰圧力（空気）を排出するため、（１）エアータンク内圧に応じてコンプレッサー３０１の駆動をＯＮ／ＯＦＦするような複雑な制御が不要であり、（２）空圧配管内にリリーフ弁３１３を設けるだけでエアータンク内圧を常に一定に維持することができ、（３）コンプレッサー３０１が連続駆動してもエアータンク３１１が高圧にならず、爆発や破壊などの恐れがない、という利点が得られる。本発明のような空気の流量が少ない装置では、リリーフ弁は簡便で、かつエアー噴射時の圧力変動も少ないため、最適な空圧回路の１つの構成部材である。
【００８０】
また、エアータンク３１１に下流側に２ポート電磁弁である電磁弁３１５が配管されている。電磁弁３１５が電源オンにより駆動されると、配管を開け、その流体制御弁によって調整されたエアータンク３１１内の圧縮空気が電磁弁３１５に接続したエアーノズル２１５から噴射される。一方、電磁弁３１５は電源オフによって配管を閉じるようになっている。
【００８１】
用紙が定着装置の前に達すると、用紙検知センサ１６６（図１０）によって用紙先端を検知し、制御手段（図示せず）から所定のタイミングで噴射開始信号が出る。そして、用紙先端がエアーノズル２１５の噴射部に到着する前から電磁弁３１５を１００ｍｓの間駆動して、１回当たり１００ｍｓ間エアーを噴射することで用紙先端を定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９から分離した後、電磁弁３１５の駆動を停止して（弁を閉じて）噴射を終了する。このようにエアーノズルを使用することで、分離板や分離爪に用紙の先端が突き当たって生じるジャムを効果的に防止することができる。
【００８２】
電磁弁３１５とエアーノズル２１５は伸縮可能なスパイラルチューブ３２０で連結される。このスパイラルチューブ３２０が、エアーノズル２１５の上流側に設けたバッファ手段に相当するものである。定着ユニット３２１は一点鎖線で示す範囲でユニット化されていて図示しないスライドレール等で図１１中、矢印方向、右側に引き出し可能に係合されている。ジャムや定着ユニットのメンテナンス時には、スパイラルチューブ３２０の伸縮性を利用して、これを外すことなくユニットを操作しやすい画像形成装置の外側に引き出して作業できる。従来は位置合わせと連結時の剛性が必要なジョイント部品が必要であったが、本案はこれに比べ簡易で安価な構成となる。さらには引き出した状態で圧縮空気供給回路を稼働することができるようになるのでノズルの噴射動作の確認等が簡単で確実に行えるようになる。
【００８３】
スパイラルチューブ３２０は、好ましくはポリウレタン、ナイロン又はフッ素樹脂を素材とした可撓性の中空チューブが使用され、図５，６のグラフ２，３で説明したように適当なバッファ容量となるようチューブ長さが設定される。本実施例では複数のエアーノズル２１５が、図１２に示すように、加圧ローラの長手方向に沿って６個並列に配置されていて（符号２１６は分離板）、各ノズル径はφ０．９ｍｍ程度なのでスパイラルチューブ３２０の長さは内径がφ５の場合、２ｍ以上が望ましい。以上の構成によれば、電磁弁３１５の駆動を停止して（弁を閉じて）噴射を終了した後、上記図５，６のグラフ２，３で説明したような緩やかな圧力（流量）減少を得ることができるようになる。そのため、エア噴射領域と非噴射領域の境目をはっきりさせなくすることができ、光沢差等による画質低下を防止することが可能となる。
【００８４】
図１３は、圧縮空気噴射装置の第２実施例を示す構成図である。この図に示すように、本第２実施例では、エアーノズル２１５とスパイラルチューブ３２０の間に電磁弁３２２を直列に接続している。これ以外の構成は上記第１実施例と同様であるため、重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
本第２実施例の圧縮空気噴射装置は、図７で説明した構成に対応するものであり、すなわち、電磁弁３１５を第一の電磁弁、電磁弁３２２を第二の電磁弁とし、その第一の電磁弁３１５と第二の電磁弁３２２の間にバッファ手段（スパイラルチューブ３２０）を設けた構成である。この第２実施例の構成は、図８で説明したように、噴射開始時に急激な立ち上がりを得ることができ、用紙先端を分離するための高い圧力（流量）が得られる効果を発揮するものである。
【００８６】
本第２実施例では、通紙タイミングに応じて、あらかじめ第一の電磁弁３１５を開き、圧縮空気をスパイラルチューブ３２０内（から第二の電磁弁３２２まで）に充填させる。用紙先端がノズル近傍に到達する直前に第二の電磁弁３２２を開いてエアーノズル２１５から圧縮空気の噴射を開始する。第二の電磁弁３２２はエアーノズル２１５の近傍（２０〜３０ｃｍ程度）に上記中空チューブで接続されているので急激な噴射立ち上がりを得ることができる。
【００８７】
噴射終了は第二の電磁弁３２２を開いたまま第一の電磁弁３１５を閉じることで第１実施例と同様、緩やかな圧力（流量）減少を得ることができるようになる。スパイラルチューブ３２０内（から第二の電磁弁３２２まで）に充填された圧縮空気が全てエアーノズル２１５の流路抵抗等によって自然に（緩やかな圧力減少で）排出された後、（図８（ｂ）のタイミングチャートに示すようなタイミングで）第二の電磁弁３２２を閉じて、次のプリント動作に備える。
【００８８】
上記第２実施例の構成では、バッファであるスパイラルチューブ３２０の容量に影響されず、常に急激な立ち上がりで噴射開始できるようになる。よって、スパイラルチューブ３２０の容量を最大用紙が通過する間もノズルからの流量（圧力）がなくらないよう、充分な量（チューブ長さ）に設定することが可能となる。一方、充分な容量を確保できる反面、小サイズの用紙を通紙する場合は後端がノズルを通過した後も噴射圧（流量）が残って無駄な噴射が続くことになる。この場合は、図１４（ｂ）のタイミングチャートに示すように用紙後端がノズル近傍を通過した時に第二の電磁弁３２２を閉じるように制御する。スパイラルチューブ３２０内には、図１４（ａ）のグラフに示すように残圧Ｆが残るが、流量が緩やかに低減している最中に無駄な噴射を停めることができる。連続プリント時は上記残圧Ｆによって（全て排出した状態よりも）スパイラルチューブ３２０内への充填時間を短くすることができ効率的な圧縮空気供給を行うことができるようになる。
【００８９】
上記第１実施例および第２実施例ともに、定着装置２００での通紙終了後はコンプレッサー３０１を停止させた後、電磁弁３０７を作動させることで、エアーフィルター３０５とエアータンク３１１から背圧を抜くとともに、ドレンを蒸発皿３０９に排出する。これにより、空圧配管の圧力が大気圧まで下げられ、次回コンプレッサー３０１が起動できるようになる。
【００９０】
ところで、圧縮空気噴射時にエアー流量の減少する時間（図５及び図６のグラフにおける立ち下がりＤ）はバッファ容量によって変わるが、バッファ容量を任意に変えることは安易ではない。それゆえ、同じタイミングで噴射を行うとすると、用紙が短い場合には用紙後端まで立ち下がりＤの範囲内で僅かながらもエアーを噴射できるが、用紙が長い（用紙サイズが大きい）場合には用紙後端までエアー噴射が持続されず、立ち下がりＤが終了した用紙途中からはエアー噴射が行われなくなる。このため、上述の用紙先端分離時に必要な圧力：Ｐｓは確保できるが、分離後、用紙先端が搬送ガイドに案内された後に必要な圧力：Ｐｋが途中から０（ゼロ）になってしまう。
【００９１】
これを解消するためにはグラフ１（図４）の説明時に述べた電磁弁の開放時間（グラフ１では０．１秒）、つまりはエア噴射時間を長く設定すれば良いが、用紙先端分離時に必要な高い圧力：Ｐｓのまま噴射が続くのでエアー流量が膨大になる。つまり、用紙先端が搬送ガイドに案内された後に必要な圧力：Ｐｋよりも高い噴射圧力になってしまい無駄が多い。このようにした場合には必要以上にコンプレッサが大きくなり騒音やコスト、コンプレッサ設置容積の点で不利になる。
【００９２】
そこで、用紙が長い場合でも先端分離後に最適な圧力：Ｐｋの噴射を持続でき、さらには噴射圧力の急激な低下による（境目の）光沢差が目立たない噴射を可能な圧縮空気噴射ユニットを実現すべく、本願発明者は、図１５に示すような構成にて考察を重ねた。
【００９３】
図１５の構成では、第二の電磁弁１４を第一の電磁弁１３に並列に接続するとともに、第二の電磁弁１４から第一の電磁弁１３への合流点の手前に配管等で４０ｃｃ以上のバッファ手段を設ける。バッファ手段は、配管路に直列で設けても良いし、枝分かれする形（行き止まりの支線）で設けても良い。また、第二の電磁弁１４から、第一の電磁弁１３とノズル１５を結ぶ配管への合流点の手前に少なくとも１個所、第一電磁弁１３とノズル間の配管よりも小径（好適には流路断面積で１／２程度）の配管区間を設ける。
【００９４】
噴射制御としては、用紙先端がノズル近傍に達する直前（入口センサが用紙先端を検知してから約０．２秒後）に第一及び第二の電磁弁１３，１４を同時にＯＮ（通電）して開放させ、その０．１秒後に第一の電磁弁１３をＯＦＦ（非通電）して先に閉じる。第一の電磁弁１３が開放されている間に用紙先端分離に必要な高圧：Ｐｓでエア噴射が行われる。また、第一の電磁弁１３が閉じた後も第二の電磁弁１４の開放が維持されているため、第一の電磁弁１３側よりも狭い流路（配管）から供給される低圧力のエアーが継続して噴射される。この低圧力のエアーが噴射される間は、用紙先端が搬送ガイドに案内された後に必要な圧力：Ｐｋに相当する。第一の電磁弁１３が閉じられてからの圧力変動は、バッファ手段の影響もあって緩やかに上記圧力：Ｐｋまで下がるので、境目は目立たず、光沢段差も現れない。そして、用紙後端がノズル近傍を抜け出る直前（約０．１秒前、ここで使用した用紙の場合は入口センサが用紙先端を検知してから約０．５秒後）に第二の電磁弁１４をＯＦＦ（非通電）して閉じる。
【００９５】
この場合の噴射圧力変動を図１６（ａ）のグラフ５に示す。図１６（ｂ）は第一の電磁弁１３と第二の電磁弁１４の開閉制御を示すタイミングチャートである。本構成においても、配管による４０〜１００ｃｃ程度のバッファ内に溜まった圧縮空気が徐々に排出されるようになる。そのため、圧力も緩やかに０（ゼロ）まで減少するので、噴射停止時の境目が目立たず、光沢段差を生じることが無い。
【００９６】
上記した特許文献８（特開２００７−８６１３２号公報）には、２つの電磁弁を並列に配置する構成が開示されているが、該文献に記載された噴射ユニットはバッファ手段を備えておらず、圧力減少効果、すなわち、なだらかに圧力が減少することで境目を目立たなくして光沢段差を防ぐ作用を発揮することはできない。
【００９７】
さて、図１５のように構成することで、用紙後端が分離部を通過するまでゆっくりと噴射圧力（と流量）を減ずることができるようになる。その一方で、図１６（ａ）のグラフ５に示されるように、噴射圧力の立ち上がりも緩やかになる。立ち上がりが緩やかになるにつれ電磁弁開放から必要圧力に到達するまでの時間（Ｅ）が長くなること、また、その時間が長くなった分だけ、その時間（Ｅ）のばらつきも大きくなって、必要充分な圧力を得るのが不安定になることについては先に述べたとおりであり、用紙先端の確実な分離のためには、噴射立ち上がりとしては、図４のグラフ１のように必要圧まで急激に立ち上がるのが望ましい。
【００９８】
急激な噴射立ち上がりを確保しつつ噴射停止後の圧力減少を緩やかにするため、図１５の構成において、噴射タイミングを図１７（ｂ）のタイミングチャートに示すように変更すると好適である。このときの噴射圧力変動が図１７（ａ）のグラフ６である。すなわち、入口センサが用紙先端を検知してから０．１秒後にまず第二の電磁弁１４をＯＮ（通電）して開放させ、第一の電磁弁１３はＯＦＦ（非通電）にして閉状態のまま保つ。これによって用紙先端がノズル近傍に達するまでに第二の電磁弁１４下流のバッファ内にあらかじめ低圧の噴射圧力が確保される（グラフ６では４０ｋＰａ程度）。つまり、第二の電磁弁１４下流のバッファ内にあらかじめ圧縮空気をためておくことによって、バッファ側にエアが逃げず、第一の電磁弁１３を開いたときの立ち上がりを早くできる。次に、用紙先端がノズル近傍に達する直前（入口センサ用紙検知後約０．２秒後）に第一の電磁弁１３を通電して開放させる。これは図１６のグラフ５と同タイミングであって、用紙先端を分離するための高圧：Ｐｓ噴射に相当する。この制御では、あらかじめバッファ内に低圧（Ｐｋ相当）の空気が蓄えられているため、グラフ５に比べて容易に（短時間で）高圧：Ｐｓまで噴射圧力が上昇する。
【００９９】
以上より、図４のグラフ１のような急激な噴射圧立ち上がりＣを得ることができ、上記不具合（必要圧力に到達するまでの時間（Ｅ）が長くなること、および、その時間（Ｅ）のばらつきが大きくなって、必要充分な圧力を得るのが不安定になること）を解消することができる。以降の噴射タイミングは図１６の制御と同じであり、噴射圧力も同様になって、光沢段差に関しても満足な結果を得ることができる。
【０１００】
上記した低圧の噴射圧力（図１６のグラフ５で４０ｋＰａ程度。Ｐｋに相当）は、小径区間の流路抵抗によって変わる。小径区間の流路を絞ればエアーの流れが悪くなって噴射圧力が下がり、逆に流路を広げると噴射圧力が上がる。後述する第３実施例で説明するが、流量調整弁（３３１）を配管路に直列に設けて流路抵抗を調整できるように構成する（小径区間として設ける）ことで装置間や設置状況（たとえば装置設置場所の標高）によるバラツキを解消することができる。
【０１０１】
図１８は、圧縮空気噴射装置の第３実施例を示す構成図である。図１３で説明した第２実施例と重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
本第３実施例の圧縮空気噴射装置は、図１５で説明した構成に対応するものであり、すなわち、ノズル２１５の手前に配置した電磁弁３１５を第一の電磁弁とし、その第一の電磁弁３１５に並列に電磁弁３２２を第二の電磁弁として設けている。そして、第二の電磁弁３２２から第一の電磁弁３１５への合流点の手前にバッファ手段（スパイラルチューブ３２０）を設けるとともに、そのバッファ手段３２０と上記合流点の間に小径区間としての流量調整弁３３１を配置した構成である。この第３実施例の圧縮空気噴射装置は、用紙が長い場合でも用紙後端が分離部を通過するまでゆっくりと噴射圧力（と流量）を減ずることができるとともに、噴射開始時に急激な立ち上がりを得ることができ、用紙先端を分離するための高い圧力（流量）が得られるものである。なお、本例では第一の電磁弁３１５の上流側にもバッファ手段（スパイラルチューブ３３０）を設けている。
【０１０２】
噴射制御およびそれによる圧力変動に関しては図１７で説明した場合と同様であり、まず第二の電磁弁３２２をＯＮ（通電）して開放させ、第一の電磁弁３１５はＯＦＦ（非通電）にして閉状態のまま保つ。次に、用紙先端がノズル近傍に達する直前（入口センサ用紙検知後約０．２秒後）に第一の電磁弁３１５を通電して開放させることにより、短時間（Ｅ）で急激な噴射圧立ち上がり（Ｃ）を得ることができる（図１７のグラフ６参照）。
【０１０３】
さらに、第一の電磁弁３１５を解放後すぐ（０．１秒後）に第一の電磁弁３１５をＯＦＦ（非通電）して先に閉じることにより、無駄な圧縮空気の消費を抑制する。そして、第一の電磁弁３１５を閉じた後に第二の電磁弁３２２の開放を維持して用紙後端まで低圧力のエアー噴射を持続させる。なお、用紙後端がノズル近傍を抜け出るタイミングは、画像形成装置において指定された用紙サイズから判断しても良いし、あるいは入口センサでの用紙後端検知に基づいても良い。
【０１０４】
定着装置２００での通紙終了後はコンプレッサー３０１を停止させた後、電磁弁３０７を作動させることで、エアーフィルター３０５とエアータンク３１１から背圧を抜くとともに、ドレンを蒸発皿３０９に排出する。これにより、空圧配管の圧力が大気圧まで下げられ、次回コンプレッサー３０１が起動できるようになる。
【０１０５】
本第３実施例では、上記した小径区間を流量調整弁３３１で構成しているので、該流量調整弁３３１を調整することにより、個々の装置間のバラツキを吸収して最適な噴射圧力を得ることができる。また、この流量調整弁３３１を電動比例制御弁とすると、電動で流量を制御することができ、作像途中であっても用紙種類や環境条件に応じてエア流量すなわち噴射圧を最適な値に調整することが可能となるので好適である。
【０１０６】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バッファ手段の容量は空圧回路の構成に応じて適切な値に設定すればよい。また、バッファ手段はスパイラルチューブに限らず、エアタンク等の圧縮気体を保持できる構成を用いることも可能である。また、切替手段としての電磁弁は適宜な構成のものを使用することができる。さらに、切替手段としては、電磁弁に限らず、カムを用いた構成など、適宜な構成の切替手段を採用可能である。エアノズルの形状や個数あるいは配置間隔も任意であり、必要とされる分離性能などに応じて適宜設定すればよい。
【０１０７】
定着装置も適宜な構成が可能であり、ヒータをローラ内に配置するものに限らず、外部から加熱するものでも良い。また、誘導加熱方式も採用可能である。また、ベルト定着方式に限らず、ヒートロール方式の定着装置でも構わない。
【０１０８】
画像形成装置の各部構成も任意であり、例えばタンデム式に限らず、任意の作像方式を採用可能である。また、中間転写方式に限らず、直接転写方式も採用可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【０１０９】
１００          カラー複写機
１６６          入口センサ
２００          定着装置
２０７          定着ベルト
２０３          定着ローラ
２０５          加熱ローラ
２０９          加圧ローラ
２１１          定着ヒータ
２１３          テンションローラ
２１５          エアーノズル
３０５          エアーフィルター
３１１          エアータンク
３１３          圧力調整弁
３１５          （第一の）電磁弁（切替手段）
３２０          スパイラルチューブ（バッファ手段）
３２１          定着ユニット
３２２          第二の電磁弁（切替手段）
３３１          流量調整弁３３１（小径区間）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特開２００９−３１７５９号公報
【特許文献２】特開昭５１−１０４３５０号公報
【特許文献３】特許第２８７６１２７号公報
【特許文献４】特開平１１−３３４１９１号公報
【特許文献５】特開２００７−１８７７１５号公報
【特許文献６】特開２００７−２４０９２０号公報
【特許文献７】特開２００８−１０２４０８号公報
【特許文献８】特開２００７−８６１３２号公報
【図１】
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【図２】
0005556527.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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